脉冲电流处理对过共晶高铬铸铁组织元素分布及性能的影响

发布时间：2017-08-31 10:11

  本文关键词：脉冲电流处理对过共晶高铬铸铁组织元素分布及性能的影响

  更多相关文章： 过共晶高铬铸铁 脉冲电流 元素分布 极化曲线 力学性能

【摘要】：过共晶高铬铸铁组织中含有高硬度高耐磨性的初生碳化物,并且有着较低的生产成本,因此长期以来一直被应用在对材料耐磨性能要求较高的工况下。碳化物数量的增加有利于提高过共晶高铬铸铁耐磨性,但粗大的初生碳化物增大了材料的脆性。同时,共晶碳化物与基体组织形成的机械混合物对初生碳化物形成支撑作用,它的分布形态关系着对基体组织的割裂程度,从而影响着整体的力学性能。本文通过使用脉冲电流(electric current pulse,ECP)对凝固过程中的过共晶高铬铸铁进行处理,研究脉冲电流处理对过共晶高铬铸铁组织元素分布及性能的影响。使用管式电阻炉控制过共晶高铬铸铁棒状试样的温度,选取合适的重熔温度并研究了脉冲处理时长对水冷组织的影响,试验发现,在1380℃时重熔可以使试样水冷组织达到最佳,在脉冲处理时长小于3 min时,水冷组织中初生碳化物的等效直径随脉冲时长的延长而减小,并在3 min时有最明显的细化效果,脉冲时长超过3 min后,组织出现一定程度的恶化。在上述试验基础上,使用能谱线扫描及电子探针,分析脉冲电流处理对元素分布迁移的影响,发现脉冲电流能够促进熔体原子的迁移,并使初生碳化物中Cr元素的含量降低。研究发现,脉冲电流处理提高了过共晶高铬铸铁试样在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀电位,减小了腐蚀电流密度。在试验中还发现,脉冲宽度在10μs～-50μs时,脉宽对腐蚀电位的影响不大,当脉宽达到100μs时,长杆状的初生碳化物和共晶碳化物明显增多,试样的腐蚀电位明显降低。经脉冲电流处理后,过共晶高铬铸铁衬板坯料组织得到明显的细化,组织细化程度和力学性能随着脉冲处理时长的延长而增强,且在脉冲时长为5 min时,抗拉强度和冲击韧性达到最大值,分别为203.2 MPa和2.750 J/cm2,相比未经脉冲处理的衬板坯料分别提高了70%和24%。
【关键词】：过共晶高铬铸铁 脉冲电流 元素分布 极化曲线 力学性能
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG143
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-25
• 1.1 高铬铸铁的特点及研究发展11-13
• 1.1.1 高铬铸铁的特点11
• 1.1.2 高铬铸铁的研究与发展11-13
• 1.2 高铬铸铁中的碳化物及组织13-16
• 1.2.1 高铬铸铁的碳化物种类13-14
• 1.2.2 不同成分高铬铸铁的组织14-15
• 1.2.3 高铬铸铁的改性处理15-16
• 1.3 高铬铸铁的性能16-17
• 1.3.1 高铬铸铁的力学性能16-17
• 1.3.2 高铬铸铁的耐腐蚀性能17
• 1.4 脉冲电流的特性及发展研究现状17-20
• 1.4.1 脉冲电流的特性17-19
• 1.4.2 脉冲电流处理方式的研究发展19-20
• 1.5 脉冲电流处理对金属组织及性能的影响20-23
• 1.5.1 脉冲电流处理对金属组织的影响20-21
• 1.5.2 脉冲电流处理对材料力学性能的影响21-22
• 1.5.3 脉冲电流处理对材料耐腐蚀性能的影响22-23
• 1.6 研究的意义与内容23-25
• 1.6.1 研究的意义23-24
• 1.6.2 研究的内容24-25
• 第二章 试验材料及方法25-37
• 2.1 试验材料成分的设计及配料熔炼25-27
• 2.1.1 试验材料的成分设计25
• 2.1.2 试验材料的配料及熔炼25-27
• 2.2 脉冲处理所用设备27-29
• 2.2.1 高压脉冲电源27-28
• 2.2.2 管式电阻炉28
• 2.2.3 测温系统28-29
• 2.3 对棒状试样进行脉冲电流处理的试验流程29-30
• 2.4 对衬板坯料进行脉冲电流处理的试验流程30-32
• 2.5 分析设备及方法32-34
• 2.5.1 金相组织观察与分析32-34
• 2.5.2 扫描电镜(SEM)34
• 2.5.3 电子探针成分分析(EPMA)34
• 2.6 电化学耐蚀性能试验34-35
• 2.7 力学性能试验35-37
• 第三章 脉冲电流处理对组织及元素分布的影响37-49
• 3.1 不同重熔温度对组织的影响37-41
• 3.1.1 不同重熔温度的工艺方案37
• 3.1.2 不同重熔温度处理结果分析37-41
• 3.2 不同脉冲处理时长对水冷组织的影响41-43
• 3.3 脉冲电流处理对组织中元素迁移的影响43-47
• 3.3.1 脉冲电流处理对水冷组织中元素迁移的影响43-44
• 3.3.2 脉冲电流处理对炉冷凝固组织的影响44-45
• 3.3.3 脉冲电流处理对炉冷凝固组织中初生碳化物元素含量的影响45-47
• 3.4 脉冲电流处理影响过共晶高铬铸铁组织的机理分析47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 脉冲电流处理对电化学耐腐蚀性能的影响49-59
• 4.1 脉冲电流处理对炉冷试样电化学耐蚀性性能的影响49-50
• 4.2 脉冲宽度参数对组织及耐腐蚀性能的影响50-53
• 4.2.1 脉宽对组织的影响50-52
• 4.2.2 不同脉宽参数对电化学性能的影响52-53
• 4.3 不同腐蚀液中试样的耐腐蚀性53-55
• 4.4 脉冲电流处理影响组织耐腐蚀性机理分析55-56
• 4.5 本章小结56-59
• 第五章 脉冲电流处理对衬板坯料组织及力学性能的影响59-69
• 5.1 脉冲电流处理对衬板坯料组织的影响59-61
• 5.2 脉冲电流处理对拉伸性能的影响61-64
• 5.3 脉冲电流处理对冲击性能的影响64-66
• 5.4 本章小结66-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 附录 攻读硕士期间取得的成果77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张长军,贺林;高碳 28%Cr 铸铁离心铸管的组织及性能[J];西安工业学院学报;1998年03期

2 赵永让;李继文;张国赏;魏世忠;;过共晶高碳Fe-B-C钢的组织与耐磨性能研究[J];铸造;2011年06期

3 ;[J];;年期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张蓉;熔体过热处理对Al-Si过共晶合金凝固组织及耐磨性的影响[D];西北工业大学;2000年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 康明远;脉冲电流处理对过共晶高铬铸铁组织元素分布及性能的影响[D];昆明理工大学;2016年

2 葛会军;过共晶高硼铸钢组织细化研究[D];河南科技大学;2009年

3 刘炳全;TIG熔覆制备Fe_2B强化铁基表面层组织及性能研究[D];吉林大学;2013年

，

本文编号：764974